Eisimpleirean de Cheistean a’ Deasbad Sgaoileadh Tonn Electromagnetic
Tha sgaoileadh tonn electromagnetic na bhun-bheachd chudromach ann am fiosaig a tha a’ toirt cunntas air mar a bhios tonnan, leithid solas, tonnan rèidio, agus ghathan-X, a’ siubhal tro fhànais agus stuth. San artaigil seo, bruidhnidh sinn air eisimpleirean agus na fuasglaidhean aca a tha co-cheangailte ri sgaoileadh tonn electromagnetic. Is e adhbhar an artaigil seo tuigse nas doimhne a thoirt seachad air a’ bhun-bheachd seo agus sgilean fuasgladh-cheistean a chleachdadh a tha co-cheangailte ris.
A’ Tuigsinn Tonnan Electromagnetic
Is e tonnan electromagnetic tonnan a bhios a’ siubhal tro fhànais, a’ giùlan lùth dealain is magnetach. Chan fheum na tonnan seo meadhan airson sgaoileadh, agus mar sin faodaidh iad siubhal tro fhalamh. Am measg eisimpleirean de thonnan electromagnetic tha solas faicsinneach, solas ultraviolet, tonnan rèidio, meanbh-thonnan, ghathan-X, agus ghathan gamma.
Co-phàirtean Tonn Electromagnetic
Tha tonnan electromagnetic air an dèanamh suas de raointean dealain (E) agus raointean magnetach (B) a bhios a’ crathadh gu sinusoidal agus ceart-cheàrnach ri chèile agus ceart-cheàrnach ri stiùireadh sgaoileadh tonn. Is e astar sgaoileadh tonn electromagnetic ann am falamh astar solais \(c\) a thathas mar as trice a’ gabhail mar \(3 \times 10^8\) meatairean gach diog.
Ceistean Eisimpleir agus Deasbad
Ceist 1: Tonnan electromagnetic ann am falamh
Tha fios gu bheil tonn-fhaid de 500 nm (nanometers) aig tonn electromagnetic. Obraich a-mach tricead na tonn.
Deasbad:
Is e astar solais ann am falamh \(c\) \(3 \× 10^8\) m/s. Is e tonn-fhaid \(\lambda\) 500 nm, no 500 x \(10^{-9}\) m. Tha fios againn gur e toradh na tricead (f) agus an tonn-fhaid (\(\lambda\)) astar tonn electromagnetic.
\[
c = f uair a' lambda
\]
Gus an tricead a lorg, bidh sinn ag ath-rèiteachadh na foirmle gu h-àrd gu:
\[
f = \frac{c}{\lambda}
\]
Cuir na luachan airson \(c\) agus \(\lambda\) an àite a chèile:
\[
f = \frac{3 × 10^8, \text{m/s}}{500 × 10^{-9}, \text{m}}
\]
\[
f = \frac{3 \times 10^8}{500 \times 10^{-9}}
\]
\[
f = \frac{3 \times 10^8}{5 \times 10^{-7}}
\]
\[
f = \frac{3}{5} \times 10^{15}
\]
\[
f = 0.6 × 10⁻¹ (15⁻¹)
\]
\[
f = 6 × 10^14, Hz
\]
Mar sin, is e tricead na tonn 6 × 10 14 Hz.
Ceist 2: Neart Tonnan Electromagnetic
Tha dian cuibheasach \(I\) tonn electromagnetic air a thoirt seachad le:
\[
I = \frac{1}{2} \epsilon_0 c E_0^2
\]
Far a bheil (epsilon_0 = 8.85 × 10^{-12}, C^2/(N m^2)) a’ riochdachadh ceadachd falamh, c astar an t-solais, agus E^0 leud an achaidh dealain. Ma tha leud an achaidh dealain E^0 de thonnan electromagnetic co-ionann ri 100, V/m, obraich a-mach dian na tonn.
Deasbad:
Cuir na luachan aithnichte an àite foirmle an dian:
\[
I = \frac{1}{2} \epsilon_0 c E_0^2
\]
\[
I = \frac{1}{2} (8.85 \times 10^{-12}) (3 \times 10^8) (100)^2
\]
\[
I = \frac{1}{2} (8.85 \times 10^{-12}) (3 \times 10^8) (10^4)
\]
\[
I = \frac{1}{2} (8.85 \times 10^{-12}) (3 \times 10^{12})
\]
\[
Tha mi = \frac{1}{2} (26.55 \times 10^{0})
\]
\[
I = 13.275 \, \text{W/m}^2
\]
Mar sin, is e 13.275, W/m² dian chuibheasach nan tonnan electromagnetic.
Ceist 3: Polarachadh Tonnan Electromagnetic
Tha raon dealain tonn electromagnetic le polarachadh loidhneach air a stiùireadh air an x-axis agus an raon magnetach air an y-axis. Ma tha meud an achaidh dealain \(E_0 = 500 \, \text{V/m}\) agus mura h-eil meud an achaidh magnetach \(B_0\) aithnichte, obraich a-mach meud \(B_0\).
Deasbad:
Seo an dàimh eadar raointean dealain agus raointean magnetach ann an tonnan electromagnetic:
\[
E_0 = c B_0
\]
Leis na luachan (E₂ = 500, V/m) agus (c = 3 × 10⁶, m/s):
\[
B_0 = \frac{E_0}{c}
\]
Cuir na luachan airson \(E_0\) agus \(c\) an àite:
\[
B_0 = \frac{500}{3 \times 10^8}
\]
\[
B_0 = \frac{500}{3} \times 10^{-8}
\]
\[
B_0 = 1.67 × 10⁻⁶, T
\]
Mar sin, is e meud an achaidh magnetach \(B_0\) \( 1.67 \times 10^{-6} \, \text{T} \).
Co-dhùnadh
Tha sgaoileadh tonnan electromagnetic na bhun-bheachd ann am fiosaig le tagraidhean farsaing a’ dol bho chonaltradh gu làimhseachadh meidigeach. Le bhith ag obair air duilgheadasan mar an tè gu h-àrd, tha sinn an dòchas tuigse nas doimhne fhaighinn air feartan tonnan electromagnetic, leithid tonn-fhaid, tricead, dian, agus an dàimh eadar raointean dealain agus magnetach. Bidh tuigse làidir air na bun-bheachdan sin gar ullachadh airson dùbhlain a ghabhail os làimh san saoghal acadaimigeach, a bharrachd air ann an diofar raointean teicneòlais agus gnìomhachais.
